湖北省部分重点中学2022-2023学年高三上学期第二次联考（期末）物理试题含解析.docx

湖北省部分重点中学2023届高三第二次联考高三物理试卷一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1. 场是物理学中的重要概念，地球附近就存在重力场。若用定义电场强度的方法来定义“重力场强度”，即地球附近某点的“重力场强度”为放在该点的物体所受的重力G与其质量m的比值。下列说法正确的是()A. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的质量成反比B. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的质量无关C. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的重力成反比D. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的重力成正比2. 自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中，侧重解释因果关系的是()A. 电阻B. 电容C. 加速度D. 电场强度3. 甲、乙两车并排停在同一条平直公路上，从t=0时刻开始两车分别做匀加速运动，t1=5s时两车又分别开始做匀减速运动。t2=8s时两车相距最远，最远距离为16m，此时甲车在前，乙车在后。甲车运动过程的速度时间图像如图所示，则乙车减速过程的加速度大小为()A. 0.5m/s2B. 12m/s2C. m/s2D. m/s24. 如图所示，倾角为45°的斜面B放置在水平面上，物块A放在斜面B上，A、B接触面光滑，水平力F作用在物块A上，A、B一起沿水平面向左匀速滑动，若B与水平面间的动摩擦因数为，则A与B的质量之比为()A. B. C. D. 5. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面内有一圆形的匀强电场，场强大小为E，圆周外区域没有电场。O为圆心，AC、BD为相互垂直的直径。P为弧BC的中点。电场强度方向与直径BD平行。现有大量质量为m、电荷量为q(电性不同)的粒子以不同速率从A点沿AO方向射入匀强电场，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是()A. 从D点离开电场的粒子比从P点离开电场的粒子，在电场中运动的时间长B. 从D点离开电场的粒子和从B点离开电场的粒子，电场力做功最多，所以离开时动能一定最大C. 粒子在电场中的运动过程机械能守恒D. 调节粒子速度，粒子可能垂直圆形电场区域的边界射出电场6. 在如图所示的电路中，理想变压器的原副线圈匝数比为21，四个完全相同的灯泡额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()A. L1和L2不能正常工作B 输入端电压U0=4UC. 若减小输入端电压U0则L1和L2变的更亮D. 因原线圈连接有灯泡，所以原线圈输入功率不等于副线圈输出功率7. 如图所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的宽度为d，在纸面内，相同的带正电的粒子(不计重力)从左边界的A点以大小相等的初速度，在0180°范围内沿不同方向垂直磁场射入，有些粒子从右边界射出磁场，有些粒子从左边界射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R且R=d，圆周运动的周期为T，则下列说法中正确的是()A. 磁场中有粒子经过的区域面积为B. 从磁场右边界射出粒子中，在磁场中运动最长时间是最短时间的1.5倍C. 从左边界射出的粒子数占总粒子数的30%D. 右边界有粒子射出的区域长度为8. 如图所示，将两个相同的木块P、Q置于粗糙斜面上，P、Q中间有一处于压缩状态的弹簧，弹簧不与P、Q栓接。木块P受到一个沿斜面向下的恒定拉力F，P、Q均静止。下列说法正确的是()A. Q一定受到4个力的作用B. P一定受到5个力的作用C. 只移去弹簧后Q可能会沿斜面上滑D. 只移去弹簧后P所受摩擦力一定变小9. 一物体静止在水平地面上，对其施加一竖直向上的力F，当物体上升2m时撤去力F，物体继续上升0.25m后到达最高点，物体的机械能随高度的变化关系如图所示，已知物体所受阻力大小恒定，重力加速度g取10m/s，则下列说法正确的是( )A. 物体的质量为1kgB. 物体所受阻力大小为3NC. 力F的大小为9ND. 物体上升过程中的最大速度为m/s10. 中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，距离地球约10000光年。根据观测，黑洞的质量大约是太阳的8倍，恒星的质量只有太阳的一半，若已知太阳质量为M，引力常量为G，据此以上信息可以估算出()A. 黑洞与恒星做匀速圆周运动的轨道半径之比B. 黑洞与恒星做匀速圆周运动的线速度大小之比C. 黑洞做匀速圆周运动的角速度大小D. 恒星的自转周期11. 英国的物理学家乔治·阿特伍德在1784年制做一种测定重力加速度的机械叫阿特伍德机，受此启发，实验小组设计了如图所示的机械。具有共同水平轴的竖直轻质转盘的半径关系为R2=2R1，物块A、B由细绳相连，物块B、C分别与绕在内、外盘上的细绳相连，开始时物块均处于静止状态，它们的质量分别为mA=2m，mB=mC=m。某时刻物块被自由释放，物块A、B下降，C上升。当物块A下降高度时A、B间的细绳突然裂。已知细绳足够长，重力加速度为g，不计转盘与轴以及细绳间的摩擦，忽略空气阻力，运动过程中物块不会碰到转盘。下列说法中正确的是()A. 细绳断裂前对物块A做的功为B. 细绳断裂后物块B向下运动的最大距离为C. 物块C返回初始位置时的速度大小为D. 物块B返回初始位置时的速度大小为二、非选择题(本大题共5小题，共56.0分)12. 某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆上，杆下方悬挂一重锤，小球A(包含遮光条)和B的质量用天平测出分别为mA、mB，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为t1、t2，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为，小球B平抛的水平位移为x。(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是_。A.要使小球A和小球B发生对心碰撞B.小球A的质量要大于小球B的质量C.应使小球A由静止释放(2)某次测量实验中，该同学测量数据如下：d=0.5cm，L=0.5cm，=0.45cm，x=0.30cm，t1=0.0025s，t2=0.0050s，重力加速度g取10m/s2，若小球A(包含遮光条)与小球B的质量之比为mA：mB=_，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是_碰撞(“弹性”或“非弹性”)。13. 如图1所示为一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻10；电池电动势1.5V、内阻1；(1)图1中表笔a为_色(选填“红”或“黑”)。调零电阻R0可能是下面两个滑动变阻器中的_(填选项序号)。A.电阻范围0200 B.电阻范围02000(2)在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻阻值，电表读数如图2所示，被测电阻的阻值为_；(3)若该欧姆表换了一个电动势为1.5V、内阻为10的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果_。(选填“偏大”“偏小”或“准确”)(4)如图3所示，某同学利用定值电阻R1给欧姆表增加一挡位“×10”，则定值电阻R1=_。(结果保留1位小数)14. 某均匀介质中，波源位于水平面xOy的O点，从时波源开始沿垂直于水平面的z轴(z轴正方向竖直向上)从处开始做简谐运动，振动方程为xOy水平面上P点的坐标是，Q点的坐标是经时间，在、区域中第二次形成如图所示波面分布图(实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷)(1)求波速v和时间；(2)若在Q点放一个也沿z轴方向做简谐运动的波源，其振动方程为，求振动稳定后P点在0.6s内的路程15. 如图所示，质量为，长为L的木板放在光滑水平面上，其左端放有质量为m的小物块。初始给物块和木板等大反向的初速度，最终物块恰好没滑离木板，重力加速度为g，求：(1)小物块与木板间的动摩擦因数；(2)小物块对地向右运动的过程，木板的位移大小。16. 如图所示，有两根光滑平行导轨，左侧为位于竖直平面的金属圆弧，右侧为水平直导轨，圆弧底部和直导轨相切，两条导轨水平部分在同一水平面内，其中BC、NP段用绝缘材料制成，其余部分为金属。两导轨的间距为d=0.5m，导轨的左侧接着一个阻值为R=2的定值电阻，右侧接C=21011pF的电容器，电容器尚未充电。水平导轨的ADQM区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T，虚线AM和DQ垂直于导轨，AB和MN的长度均为x=1.2m，两根金属棒a、b垂直放置在导轨上，质量均为m=0.2kg，接入电路的电阻均为r=2，金属棒a从圆弧轨道距水平轨道高h=0.8m处由静止滑下，与静止在圆弧底部的金属棒b发生弹性碰撞，碰撞后金属棒b进入磁场区域，最终在CDQP区域稳定运动。不计金属导轨的电阻，求：(1)金属棒b刚进入磁场区域时的速度大小；(2)整个运动过程中金属杆a上产生焦耳热；(3)金属棒b稳定运动时电容器所带电荷量。湖北省部分重点中学2023届高三第二次联考高三物理试卷一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1. 场是物理学中的重要概念，地球附近就存在重力场。若用定义电场强度的方法来定义“重力场强度”，即地球附近某点的“重力场强度”为放在该点的物体所受的重力G与其质量m的比值。下列说法正确的是()A. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的质量成反比B. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的质量无关C. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的重力成反比D. 某点的“重力场强度”的大小与放在该点物体的重力成正比【答案】B【解析】【详解】地球附近某点“重力场强度”为放在该点的物体所受的重力G与其质量m的比值。即该定义方法为比值定义法，即某点的“重力场强度”的大小只与该点的位置决定，与放在该点物体的质量及重力均无关。故选项ACD错误，B正确。故选B。2. 自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中，侧重解释因果关系的是()A. 电阻B. 电容C. 加速度D. 电场强度【答案】C【解析】【详解】ABD电阻、电容、电场强度分别都仅与导体自身、电容器结构、电场自身有关，没有侧重解释因果关系，故ABD错误；C加速度是因为力而产生的，所以加速度侧重解释因果关系，故C正确。故选C。3. 甲、乙两车并排停在同一条平直公路上，从t=0时刻开始两车分别做匀加速运动，t1=5s时两车又分别开始做匀减速运动。t2=8s时两车相距最远，最远距离为16m，此时甲车在前，乙车在后。甲车运动过程的速度时间图像如图所示，则乙车减速过程的加速度大小为()A. 0.5m/s2B. 12m/s2C. m/s2D. m/s2【答案】D【解析】【详解】由图可得前8s甲位移此时甲车在乙车前16m，因此乙位移为30m，设其最大速度为,相距最远时速度相同，均为4m/s故选D。4. 如图所示，倾角为45°的斜面B放置在水平面上，物块A放在斜面B上，A、B接触面光滑，水平力F作用在物块A上，A、B一起沿水平面向左匀速滑动，若B与水平面间的动摩擦因数为，则A与B的质量之比为()A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】对物体A受力分析可知，F=mAgtan450=mAg；对AB的整体：F=(mA+mB)g，解得 ，故选A.5. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面内有一圆形的匀强电场，场强大小为E，圆周外区域没有电场。O为圆心，AC、BD为相互垂直的直径。P为弧BC的中点。电场强度方向与直径BD平行。现有大量质量为m、电荷量为q(电性不同)的粒子以不同速率从A点沿AO方向射入匀强电场，不计粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是()A. 从D点离开电场的粒子比从P点离开电场的粒子，在电场中运动的时间长B. 从D点离开电场的粒子和从B点离开电场的粒子，电场力做功最多，所以离开时动能一定最大C. 粒子在电场中的运动过程机械能守恒D. 调节粒子速度，粒子可能垂直圆形电场区域的边界射出电场【答案】A【解析】【详解】A粒子在电场中做类平抛运动，所以在与电场线平行的方向上位移越大运动时间越长，所以从D点离开电场的粒子比从P点离开电场的粒子，在电场中运动的时间长，A正确；B从D点离开电场的粒子和从B点离开电场的粒子，电场力做功最多，但是因为各粒子初动能大小不同，所以从BD处离开的粒子动能不一定是最大，B错误；C粒子在电场中运动，电场力做功，所以机械能不守恒，C错误；D粒子做类平抛运动，根据平抛运动的知识，射出电场时，速度方向的反向延长线恰好过AC方向位移的中点，根据几何知识可知该点一定不可能是圆心，而圆心与射出点的连线与边界垂直，所以粒子不可能垂直圆形电场区域的边界射出电场，D错误。故选A。6. 在如图所示的电路中，理想变压器的原副线圈匝数比为21，四个完全相同的灯泡额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()A. L1和L2不能正常工作B. 输入端电压U0=4UC. 若减小输入端电压U0则L1和L2变的更亮D. 因原线圈连接有灯泡，所以原线圈输入功率不等于副线圈输出功率【答案】B【解析】【详解】A设灯泡的额定电流为I，由于L3和L4恰能正常工作，副线圈的电流为2I，由于变压器电流与匝数成反比，可知原线圈的电流为I，L1和L2与原线圈串联电流为I，能正常工作，A错误；B设灯泡的额定电压为U，变压器电压与匝数成正比，可知原线圈两端电压为2U，L1和L2正常工作，两端的电压均为U，故输入端电压为U0=4UB正确；C若减小输入端电压U0，则变压器原线圈电压减小，副线圈电压减小，副线圈电流减小，导致原线圈电流减小，故L1和L2变的更暗，C错误；D理想变压器原线圈输入功率等于副线圈输出功率，D错误。故选AB。7. 如图所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的宽度为d，在纸面内，相同的带正电的粒子(不计重力)从左边界的A点以大小相等的初速度，在0180°范围内沿不同方向垂直磁场射入，有些粒子从右边界射出磁场，有些粒子从左边界射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R且R=d，圆周运动的周期为T，则下列说法中正确的是()A. 磁场中有粒子经过的区域面积为B. 从磁场右边界射出的粒子中，在磁场中运动最长时间是最短时间的1.5倍C. 从左边界射出的粒子数占总粒子数的30%D. 右边界有粒子射出的区域长度为【答案】B【解析】【详解】A由题意可知R=d，根据洛伦兹力提供向心力，结合几何关系，可得从左右两个边界射出的粒子运动轨迹如图所示实线标记的上方半圆及下方圆弧内的面积为由图可知，磁场中有粒子经过的区域面积大于，A错误；B由图可知，粒子在该磁场中运动时间不大于半个周期，圆心角不大于180°，入射点和出射点之间的连线越长即弦长越长、弧长越大、圆心角越大，那么粒子运动时间就越长，反之越短。分析运动轨迹图象可知，能从右边界射出的粒子，最短的弦长为R，圆心角最小为60°，则最短时间最长的弦长为，圆心角最大为90°，则最长的运动时间为故从磁场右边界射出的粒子中，在磁场中运动最长时间是最短时间的1.5倍，B正确；C粒子初速度方向从向下到向右这90°范围内的粒子从右边界射出，初速度方向从向右到向上这90°范围内的粒子从左边界射出，故从左边界射出的粒子数占总粒子数的50%，C错误；D如图由几何关系可知，最高点M和最低点N间距离为2d，D错误。故选B。8. 如图所示，将两个相同的木块P、Q置于粗糙斜面上，P、Q中间有一处于压缩状态的弹簧，弹簧不与P、Q栓接。木块P受到一个沿斜面向下的恒定拉力F，P、Q均静止。下列说法正确的是()A. Q一定受到4个力的作用B. P一定受到5个力的作用C 只移去弹簧后Q可能会沿斜面上滑D. 只移去弹簧后P所受摩擦力一定变小【答案】BD【解析】【详解】B设木块质量为m，斜面倾角为，对P受力分析如图则P受到重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力五个力的作用，B正确；AQ受到的弹簧弹力沿斜面向上，若Q重力沿斜面向下的分力与弹簧弹力的大小相等，则Q不受摩擦力，所以Q可能受到重力、支持力、弹簧弹力三个力的作用，A错误；C只移去弹簧后Q受到的向上的弹力消失，Q不可能沿斜面上滑，C错误，D有弹簧时，正交分解P受到的重力，沿斜面方向受力平衡，有只移去弹簧时，有可知物块P受到的沿斜面向下的力变小，需要的摩擦力变小，故物块P仍然静止，D正确；故选BD。9. 一物体静止在水平地面上，对其施加一竖直向上的力F，当物体上升2m时撤去力F，物体继续上升0.25m后到达最高点，物体的机械能随高度的变化关系如图所示，已知物体所受阻力大小恒定，重力加速度g取10m/s，则下列说法正确的是( )A. 物体的质量为1kgB. 物体所受阻力大小为3NC. 力F的大小为9ND. 物体上升过程中的最大速度为m/s【答案】BC【解析】【详解】A物体在最高点时有机械能等于重力势能解得故A错误；BC由功能关系知，F与阻力做的功等于机械能的变化量，结合图像可知，图像的斜率为除重力外的合力，则有，解得，故BC正确；D当物体向上运动2m时速度最大，机械能等于重力势能和动能之和，则有即解得故D错误。故选BC。10. 中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，距离地球约10000光年。根据观测，黑洞的质量大约是太阳的8倍，恒星的质量只有太阳的一半，若已知太阳质量为M，引力常量为G，据此以上信息可以估算出()A. 黑洞与恒星做匀速圆周运动的轨道半径之比B. 黑洞与恒星做匀速圆周运动的线速度大小之比C. 黑洞做匀速圆周运动的角速度大小D. 恒星的自转周期【答案】AB【解析】【详解】ABC设黑洞的质量为，恒星的质量为，黑洞和恒星组成双星系统，则角速度相等，设为，设黑洞的轨道半径为，恒星的轨道半径为，则恒星和黑洞的距离根据万有引力提供向心力：对黑洞对恒星联立可得则根据可得由于不知道黑洞和恒星的距离，无法求出角速度，故AB正确，C错误；D根据题中条件无法求出恒星的自转周期，故D错误。故选AB。11. 英国的物理学家乔治·阿特伍德在1784年制做一种测定重力加速度的机械叫阿特伍德机，受此启发，实验小组设计了如图所示的机械。具有共同水平轴的竖直轻质转盘的半径关系为R2=2R1，物块A、B由细绳相连，物块B、C分别与绕在内、外盘上的细绳相连，开始时物块均处于静止状态，它们的质量分别为mA=2m，mB=mC=m。某时刻物块被自由释放，物块A、B下降，C上升。当物块A下降高度时A、B间的细绳突然裂。已知细绳足够长，重力加速度为g，不计转盘与轴以及细绳间的摩擦，忽略空气阻力，运动过程中物块不会碰到转盘。下列说法中正确的是()A. 细绳断裂前对物块A做的功为B. 细绳断裂后物块B向下运动的最大距离为C. 物块C返回初始位置时的速度大小为D. 物块B返回初始位置时的速度大小为【答案】ABD【解析】【详解】A因为两轮具有相同角速度物块A下降高度时，C上升，根据能量守恒可知细绳断裂前对物块A做的功W，有解得故A正确；B细绳断裂后，当B速度为零解得故B正确；CD物块C返回初始位置时B也返回初始位置解得则故C错误D正确。故选ABD。二、非选择题(本大题共5小题，共56.0分)12. 某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆上，杆下方悬挂一重锤，小球A(包含遮光条)和B的质量用天平测出分别为mA、mB，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为t1、t2，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为，小球B平抛的水平位移为x。(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是_。A.要使小球A和小球B发生对心碰撞B.小球A的质量要大于小球B的质量C.应使小球A由静止释放(2)某次测量实验中，该同学测量数据如下：d=0.5cm，L=0.5cm，=0.45cm，x=0.30cm，t1=0.0025s，t2=0.0050s，重力加速度g取10m/s2，若小球A(包含遮光条)与小球B的质量之比为mA：mB=_，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是_碰撞(“弹性”或“非弹性”)。【答案】 . A . . 非弹性【解析】【详解】(1)1A两个小球必发生对心碰撞，故选项A正确；B碰撞后入射球反弹，则要求入射球的质量小于被碰球的质量，故选项B错误；C由于碰撞前后A的速度由光电门测出，A释放不一定从静止开始，故选项C错误；故选A；(2)2碰撞前后入射球A速度由光电门测出：被碰球B碰撞后的速度为：若碰撞前后动量守恒则有：从而求得：3碰撞前的动能而碰撞后的动能由于所以机械能不守恒，故是非弹性碰撞。13. 如图1所示为一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流1mA、内阻10；电池电动势1.5V、内阻1；(1)图1中表笔a为_色(选填“红”或“黑”)。调零电阻R0可能是下面两个滑动变阻器中的_(填选项序号)。A.电阻范围0200 B.电阻范围02000(2)在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图2所示，被测电阻的阻值为_；(3)若该欧姆表换了一个电动势为1.5V、内阻为10的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果_。(选填“偏大”“偏小”或“准确”)(4)如图3所示，某同学利用定值电阻R1给欧姆表增加一挡位“×10”，则定值电阻R1=_。(结果保留1位小数)【答案】 . 红 . B . 1600 . 准确 . 1.1【解析】【详解】(1)1根据欧姆表的要求，黑表笔接内部电源的正极，可以判断a为红表笔；2当电表满偏时，电表总内阻为所以电阻应选择B；(2)3可以先求欧姆表的中值电阻，当表针指在表盘的正中央时对应的电流为满偏电流的一半，对应的电阻为中值电阻即表盘刻度为15时代表1500，倍率为×100，所以被测电阻的阻值为1600。(3)4设电源电动势为E，干路电流为Ig，调零后电表内阻为R0，电表指针指到表盘某处时，电表的电流为I，对应的待测电阻为Rx，根据闭合电路欧姆定律整理得由于满偏电流相同，电动势相同，指针指相同的位置时电流相同，所以Rx相同，即读数准确。(4)5倍率为×10时，中值电阻为150，即内阻为150，由此可知，满偏电流变为原来的10倍，即0.01A14. 某均匀介质中，波源位于水平面xOy的O点，从时波源开始沿垂直于水平面的z轴(z轴正方向竖直向上)从处开始做简谐运动，振动方程为xOy水平面上P点的坐标是，Q点的坐标是经时间，在、区域中第二次形成如图所示波面分布图(实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷)(1)求波速v和时间；(2)若在Q点放一个也沿z轴方向做简谐运动的波源，其振动方程为，求振动稳定后P点在0.6s内的路程【答案】(1)30m/s；0.45s；(2)24cm【解析】【详解】(1)根据振动函数为z=4sin(10t)cm，O点的起振方向为正方向，振幅为4cm，因为则T=0.2s观察波面图判断出波长=6m，则传播速度为由于波源的起振方向向上，则在-6mx6m、-6my6m区域中第二次形成如图所示波面分布图中，波前已经达到x=13.5m处，波源已经经过t=2T振动，则题图中波面分布图的形成时间t0=0.45s (2)P点距离O点的波源15m，OP=2.5，P点距离Q点的波源9m，该波源引起的波的波长与O点的波的频率和波长都相等，QP=1.5，因OP-QP=且两波源起振方向相反，可知两波在P点的振动减弱，则振幅为A=6cm-4cm=2cm则振动稳定后P点在0.6s=3T内的路程12A=24cm15. 如图所示，质量为，长为L的木板放在光滑水平面上，其左端放有质量为m的小物块。初始给物块和木板等大反向的初速度，最终物块恰好没滑离木板，重力加速度为g，求：(1)小物块与木板间的动摩擦因数；(2)小物块对地向右运动的过程，木板的位移大小。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)小物块和模板组成的系统则动量守恒，最终会共速，以向左为正方向，由动量守恒定律得解得设动摩擦因数为，对小物块和木板分别有解得由运动学公式得联立解得(2)当小物块速度由到0的过程中，小物块相对地向右运动，时间为则木板的位移为代入数据联立解得16. 如图所示，有两根光滑平行导轨，左侧为位于竖直平面的金属圆弧，右侧为水平直导轨，圆弧底部和直导轨相切，两条导轨水平部分在同一水平面内，其中BC、NP段用绝缘材料制成，其余部分为金属。两导轨的间距为d=0.5m，导轨的左侧接着一个阻值为R=2的定值电阻，右侧接C=21011pF的电容器，电容器尚未充电。水平导轨的ADQM区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T，虚线AM和DQ垂直于导轨，AB和MN的长度均为x=1.2m，两根金属棒a、b垂直放置在导轨上，质量均为m=0.2kg，接入电路的电阻均为r=2，金属棒a从圆弧轨道距水平轨道高h=0.8m处由静止滑下，与静止在圆弧底部的金属棒b发生弹性碰撞，碰撞后金属棒b进入磁场区域，最终在CDQP区域稳定运动。不计金属导轨的电阻，求：(1)金属棒b刚进入磁场区域时的速度大小；(2)整个运动过程中金属杆a上产生的焦耳热；(3)金属棒b稳定运动时电容器所带的电荷量。【答案】(1)4m/s；(2)0.2J；(3)0.2C【解析】分析】【详解】解：()金属棒a由高h=0.8m处从静止沿轨道滑下，由机械能守恒定律得解得 v0=4m/s此后a与b产生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可知解得v2=v0=4m/s金属棒b刚入磁场区域的速度大小是4m/s。()金属棒b在从A到B做减速运动，由动量定理得Bidt=mv2mv又R总=r+联立解得v=2m/s由能量守恒定律得总解得Q总=1.2J在金属棒a上产生的焦耳热总=0.2J()当金属棒b以速度v在BCPN,区域做匀速直线运动，到CP边界时速度仍是v，入CDQP区域，此时金属棒与电容器构成回路，金属棒b稳定时，速度是v，电容器带电量是Q，由动量定理得其中Q=CU=CBdvv=1m/s解得Q=0.2C